CN115822166A - 一种多箱槽型frp型材纤维海砂混凝土板结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构。该混凝土板结构包括由CFRP多箱槽型板拼接成的箱主体，箱主体具有用以容纳纤维海砂混凝土的填充槽，CFRP多箱槽型板设有GFRP板。该混凝土板结构的破坏形式为，GFRP层首先失效(拉断)以提供失效预警，然后截面应力重分布，CFRP和具有高延性的纤维混凝土继续承担荷载，直到混凝土层被压碎为最终破坏。本混凝土板结构，取材方便、无需模板、抗压抗拉性能良好、经济效益突出。且可直接从海中取材能够大大降低原材料运输量，易于运输和安装，便于施工，耐腐蚀性和设计性强，能够适应恶劣的海洋环境，在近、远洋岛礁服役环境中适用性强，适合推广使用。

Description

一种多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构

技术领域

本申请涉及结构工程的技术领域，尤其涉及一种多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构。

背景技术

远洋基岛远离大陆，缺少砂、石和淡水资源，因此采用普通混凝土结构就需要耗费大量人力物力运输水泥、河砂、粗骨料等建材；同时，在海洋环境中富含大量的氯离子，会造成钢筋混凝土结构的严重锈蚀，从而影响建筑结构的安全性和耐久性，因此传统的钢筋混凝土结构无法满足海上建筑需求，亟需开发耐久性更好的结构体系；再者，海上生活物资有限，缺少大量的人力资源以及大型施工机械设备，结构体系不能过于复杂，同时需要快速施工成型；作为基岛建筑，如医院、厂房、储藏室、办公大楼以及营房等结构，多为多层建筑，荷载不会过大，这给一些轻质耐久、保温隔热等性能良好，但承载能力稍弱的新型材料的使用提供了可能。混凝土作为一种脆性材料，为了使用的安全性和适用性，也需对其的脆性进行改善和改良。同时将提示预警和变形观测的功能应用于工程结构是对新型组合结构的进一步要求。

发明内容

有鉴于此，本申请提供多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，能够实现警示预警和变形观测。

本申请提供一种多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，包括由CFRP多箱槽型板所拼接成的箱主体，所述箱主体具有用以容纳纤维海砂混凝土的填充槽；所述CFRP多箱槽型板设有GFRP板。

可选地，所述CFRP多箱槽型板固接有加强肋，所述加强肋伸入所述填充槽内。

可选地，所述加强肋为T形。

可选地，所述GFRP板通过粘接层设置在CFRP多箱槽型板上。

可选地，所述粘接层的材质为环氧树脂。

可选地，所述填充槽的槽底壁设有粘接层。

可选地，所述CFRP多箱槽型板靠近填充槽的上部横向板厚度a≥6mm，CFRP多箱槽型板远离填充槽的下部横向板厚度b≥10mm，所述CFRP多箱槽型板的竖向板厚度c≥6mm；所述加强肋的厚度d1≥2mm，宽度d2≥6mm；所述GFRP板的厚度e≥4mm且≤0.6b。

可选地，所述箱主体具有空腔。

可选地，所述空腔的高度f≥60mm，所述填充槽净高度g≥20mm且小于等于0.5f；所述加强肋的高度d3≥0.4g且≤0.8g。

可选地，所述纤维海砂混凝使用的纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中的一种或者多种。

以上提供的多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，结构形式简单，可减小截面面积，减少自重，取材方便，经济效益突出；抗压抗拉性能良好，抗变形能力强，延性高，耐腐蚀性好，能延长结构服役寿命；施工简便，无需模板，可大大缩短施工周期，将预制成型所述带T型肋CFRP多箱槽型板和GFRP板黏贴成型，再浇筑纤维海砂混凝土，即完成施工步骤。使用的纤维海砂混凝土是一种高性能混凝土，具有良好的延性。两种FRP材料CFRP与GFRP弹性模量及抗拉极限层次不同，经过组合结构的优化设计，可以使本发明的板结构具有提示失效预警和变形观测的优势。在基岛环境下，相比于现有的结构形式，本发明提供的多箱槽型FRP型材海砂混凝土组合板结构具有明显的技术优势。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构的立体结构图。

图2为本申请实施例提供多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构的横截面结构图。

其中，图中元件标识如下：

1-CFRP多箱槽型板；2-纤维海砂混凝土；3-GFRP板；4-粘接层；5-箱主体；5a-填充槽；5b-空腔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参考图1、图2，本申请实施例提供多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土2板结构，包括由CFRP多箱槽型板1所拼接成的箱主体5，上述箱主体5具有用以容纳纤维海砂混凝土2的填充槽5a；上述CFRP多箱槽型板1设有GFRP板3。

前文“由CFRP多箱槽型板1所拼接成的箱主体5”中的拼接可以是借助于设置于单个CFRP多箱槽型板1上的拼接结构，诸如但不限于由插入凸起和插槽相配合结构、卡头和卡槽相配合结构等。当然，也可以借助外界的螺接件、粘接剂等，不限于此。

填充槽5a的数量可以为多个，例如图1中所表示的四个。

箱主体5还可设置空腔5b，空腔5b不仅有助于节省材料，并且还可提供外界承力所必需的形变空间，以防止材料因应力无法释放而出现结构损伤。

空腔5b的数量可以与填充槽5a的数量相匹配，即每个填充槽5a所共用的CFRP多箱槽型板1均可布设空腔5b。具体地，空腔5b的数量可以是图1所表示的四个。

在一个典型的实施方案中，上述CFRP多箱槽型板1固接有加强肋，上述加强肋伸入上述填充槽5a内。

以此，通过加强肋，可以对纤维海砂混凝土2形成较好的骨架支撑。

作为加强肋的形状的一种实现方式，上述加强肋为T形，或者其它任意形状。

可选地，上述GFRP板3通过粘接层4设置在CFRP多箱槽型板1上。

作为粘接层4的材质的一种具体实例，上述粘接层4的材质为环氧树脂。

粘接层4的布设位置除了在CFRP多箱槽型板1、GFRP板3之间，还可以位于填充槽5a的槽底壁。

作为相关尺寸的具体实例，上述CFRP多箱槽型板1靠近填充槽5a的上部横向板厚度a≥6mm，CFRP多箱槽型板1远离填充槽5a的下部横向板厚度b≥10mm，上述CFRP多箱槽型板1的竖向板厚度c≥6mm；上述加强肋的厚度d1≥2mm，宽度d2≥6mm；上述GFRP板3的厚度e≥4mm且≤0.6b。

作为相关尺寸的具体实例，上述空腔5b的高度f≥60mm，上述填充槽5a净高度g≥20mm且小于等于0.5f；上述加强肋的高度d3≥0.4g且≤0.8g。

作为纤维海砂混凝使用的纤维的具体材质，上述纤维海砂混凝使用的纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中的一种或者多种。

现在针对一个常见的应用场景中，来阐述本申请多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土2板结构制作过程。应当注意的是，此常见的实施方案不可作为理解本申请所声称所要解决技术问题的必要性特征认定的依据，其仅仅是示范而已。

上述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土2板结构，制作过程包括以下步骤:

S1、预制成型CFRP多箱槽型板11和CFRP板3；

S2、将CFRP薄板3通过粘接层44粘贴于CFRP多箱槽型板11的底面形成主箱体；

S3、在主箱体的填充槽5a的槽底壁涂覆粘接层44处理；

S4、利用海砂、海水及珊瑚石，配以快硬水泥及非金属纤维形成所述纤维海砂混凝土22；

S5、浇筑所述纤维海砂混凝土22于主箱体的填充槽5a中，便得到多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土2板结构。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，包括由CFRP多箱槽型板所拼接成的箱主体，所述箱主体具有用以容纳纤维海砂混凝土的填充槽；所述CFRP多箱槽型板设有GFRP板。

2.根据权利要求1所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述CFRP多箱槽型板固接有加强肋，所述加强肋伸入所述填充槽内。

3.根据权利要求2所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述加强肋为T形。

4.根据权利要求1所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述GFRP板通过粘接层设置在CFRP多箱槽型板上。

5.根据权利要求4所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述粘接层的材质为环氧树脂。

6.根据权利要求1所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述填充槽的槽底壁设有粘接层。

7.根据权利要求4所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述CFRP多箱槽型板靠近填充槽的上部横向板厚度a≥6mm，CFRP多箱槽型板远离填充槽的下部横向板厚度b≥10mm，所述CFRP多箱槽型板的竖向板厚度c≥6mm；所述加强肋的厚度d1≥2mm，宽度d2≥6mm；所述GFRP板的厚度e≥4mm且≤0.6b。

8.根据权利要求1所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述箱主体具有空腔。

9.根据权利要求8所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述空腔的高度f≥60mm，所述填充槽净高度g≥20mm且小于等于0.5f；所述加强肋的高度d3≥0.4g且≤0.8g。

10.根据权利要求1所述多箱槽型FRP型材纤维海砂混凝土板结构，其特征在于，所述纤维海砂混凝使用的纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中的一种或者多种。

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